机械制造基础 第2版 教学课件 作者 谭雪松 漆向军 第8章 典型零件表面的加工.ppt

8.1 外圆面的加工 8.1.1 车削外圆 1．车削的工艺特点 （1）易于保证工件各个加工表面间的位置精度。车削加工时，工件绕同一固定轴线旋转，各个表面加工时具有同一回转轴线，因此易于保证外圆面之间的同轴度以及外圆面与端面之间的垂直度。 （2）切削过程平稳。车削加工一般为连续切削，没有刀齿切入和切出的冲击，加工时，切削力基本恒定，切削过程平稳，可以采用较大的切削用量和较高的切削速度进行高速切削，以提高生产率。 （3）刀具简单。车刀的制造、刃磨和安装都很方便，可以根据具体要求灵活选择刀具角度，这有助于加工质量和生产效率的保证。 （4）适合有色金属的精加工。有色金属硬度低、塑性大，采用砂轮磨削时容易堵塞砂轮，难以获得光洁的表面。常使用切削性能较好的刀具，以较小的背吃刀量和进给量、较高的切削速度对有色金属进行精车。 2．车削用量选择 （1）背吃刀量ap的选择。粗加工应尽可能选择较大的背吃刀量。当余量很大，一次进刀会引起振动时，可考虑多次走刀。第一次车削时，为了避开工件表面的冷硬层，背吃刀量应尽可能选择较大数值。 （2）进给量f的选择。粗车时，在工艺系统刚度许可的条件下进给量选大值，一般取0.3～0.8mm/r；精车时，为保证工件粗糙度要求，进给量取小值，一般取0.08～0.3mm/r。 （3）切削速度?c的选择。在背吃刀量、进给量确定之后，切削速度?c应根据车刀的材料及几何角度、工件材料、加工要求与冷却润滑等情况确定，而不能认为切削速度越快越好。 8.1.2 磨削外圆 1．磨削的工艺特点 （1）精度高、表面粗糙度小。磨削加工实际上是多刃微量切削，可以达到高的精度和小的表面粗糙度。 （2）砂轮具有自锐作用。磨削时，磨粒在高速、高温和高压作用下逐渐磨损变得圆钝，作用在磨粒上的外力增大，磨粒破碎，露出一层新鲜锋利的磨粒继续磨削，这就是砂轮的自锐作用。 （3）背向磨削力大。砂轮磨削时，背向磨削力Fp大于磨削力Fc，材料塑性越小，其值越大。 （4）磨削温度高。磨削的切削速度是普通切削的10～20倍，且磨削过程中挤压和摩擦严重，产生的切削热较多，加之砂轮传热性能差，因此磨削温度高。 2．外圆磨削方法 （1）纵磨法。 （2）横磨法。 （3）综合磨法。 （4）深磨法。 3．无心外圆磨削 （1）磨削原理。导轮相对于磨削轮轴线倾斜一个角度α，以比磨削轮低得多的速度转动，从而靠摩擦力带动工件转动。 （2）加工特点。无心磨削具有以下加工特点。 ? 工件不必用顶尖支持，安装方便，简化了装夹过程。 ? 机床调整好后，可以连续加工，易于实现自动化，生产效率高。 ? 工件被夹持在两个砂轮之间，不会因背向磨削力而顶弯，可以很好地保证其直线度，对于加工细长零件非常有利。 ? 要求外圆面在圆周上连续，不适合加工具有较长键槽或平面的零件。 ? 依靠自身的外圆面定位，磨带孔零件时不易保证同轴度。 8.1.3 外圆面的加工路线 1．外圆面的技术要求 ? 本身精度：直径和长度的尺寸精度、外圆面的圆度、圆柱度等形状精度等。 ? 位置精度：与其他外圆面或孔的同轴度、与端面的垂直度等。 ? 表面质量：主要指表面粗糙度，对于某些重要零件，还对表层硬度、残余应力和显微组织等有要求。 2．影响外圆加工方案的主要因素 ? 工件材料：对于钢铁类零件，主要用车削和磨削加工；对于有色金属，主要使用车削加工。 ? 加工精度和粗糙度：零件精度要求低，粗糙度大时，可以粗车，随着精度要求的提高、粗糙度要求的降低，可以使用半精车、精车或者粗磨、半精磨、精磨等方法。精度要求特别高，粗糙度要求特别低的零件，需要使用研磨和超级光磨等超精加工方法。 ? 热处理状态：如果材料经过淬火处理，就只能选用磨削作为精加工方法，而不能使用车削。 3．经济精度和粗糙度的概念 使用各种加工方法生产零件时，都有一个经济精度，该精度是使用该种方法加工时所能达到的理想精度。如果加工精度低于该精度值，就没有充分发挥机床的潜能；如果加工精度高于该精度值，成本就会显著提高，投入大产出小。经济粗糙度的概念与之类似。 例如，粗车的经济精度是IT12～IT11，经济表面粗糙度是Ra25～12.5；精车的经济精度是IT8～IT6，经济表面粗糙度是Ra1.6～0.8；粗磨的经济精度粗糙度是IT8～IT7，经济表面粗糙度是Ra0.8～0.4；精磨的经济精度是IT6～IT5，经济表面粗糙度是Ra0.4～0.2。 4．外圆面加工方案框图 5．典型外圆加工路线 （1）粗车。除淬硬钢外，各种零件的加工都适用。当零件的外圆面要求精度低、表面粗糙度较大时，只粗车即可。 （2）粗车—半精车。对于中等精度和粗糙度要求的未淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。 （3）粗车—半精车—磨（粗磨或半精磨）。此方案最适于加工精度稍